Ферментативный ингибитор

Химия - Ферментативный ингибитор

28 февраля 2011

Оглавление:
1. Ферментативный ингибитор
2. Необратимое ингибирование

Рис. 1: Общая схема ингибирования фермента

вещество, замедляющее протекание ферментативной реакции. Различают обратимые и необратимые ингибиторы.

Изучение ингибирования ферментов играет важную роль в создании лекарств, в изучении механизма действия и структуры ферментов.

Обратимое ингибирование

Конкурентное ингибирование

Рис. 2: Конкурентное ингибирование при различных концентрациях ингибитора в двойных обратных координатах

В этом случае ингибитор связывается в активном центре фермента и конкурирует за него с субстратом. Таким образом, конкурентный ингибитор не связывается с фермент-субстратным комплексом, то есть константа диссоциации K_i' >> 1.

Конкурентный ингибитор обычно структурно схож с субстратом, однако фермент не способен катализировать реакцию в присутствии ингибитора из-за отсутствия у последнего необходимых функциональных групп.

Схема конкурентного ингибирования и уравнение Михаэлиса-Ментен для него выглядят следующим образом:

$E+S \longrightarrow ES \longrightarrow E+P$
$+I \downarrow \uparrow$
$EI~~$

$v_0=\frac{V_{max}}{+K_m}$

Видно, что при конкурентном ингибировании максимальная скорость реакции V_max не меняется, а кажущаяся константа Михаэлиса увеличивается в раз. Поэтому в двойных обратных координатах Лайнуивера-Берка при разных концентрациях ингибитора получают семейство прямых с различным наклоном, пересекающихся в одной точке на оси ординат.

Константу ингибирования K_i обычно определяют так: проводят ряд измерений кажущейся константы Михаэлиса при различных концентрациях ингибитора, затем строят зависимость этой величины от концентрации ингибитора. Тангенс угла наклона полученной прямой равен K_m/K_i.

Неконкурентное ингибирование

Рис. 3: Неконкурентное ингибирование в двойных обратных координатах при различных концентрациях ингибитора

Неконкурентный ингибитор не мешает связыванию субстрата с ферментом. Он способен присоединяться как к свободному ферменту, так и к фермент-субстратному комплексу с одинаковой эффективностью. Ингибитор вызывает такие конформационные изменения, которые не позволяют ферменту превращать субстрат в продукт, но не влияют на сродство фермента к субстрату.

Схема и уравнение Михаэлиса-Ментен в случае неконкурентного ингибирования:

$E+S \longrightarrow ES \longrightarrow E+P$
$+I \downarrow \uparrow ~~ ~~ ~~ ~~ ~~ \uparrow \downarrow +I$
$EI ~~ ~\leftrightarrow ~~ ESI$

$v_0=\frac{\frac{V_{max}}{}}{+K_m}$

При неконкурентном ингибировании константа Михаэлиса не изменяется, а максимальная скорость реакции уменьшается в раз. Поэтому в двойных обратных координатах семейство прямых, отвечающих разным концентрациям ингибитора, пересекается в одной точке на оси абсцисс.

Бесконкурентное ингибирование

При бесконкурентном ингибировании ингибитор связывается только с фермент-субстратным комплексом, но не со свободным ферментом. Субстрат, связываясь с ферментом, изменяет его конформацию, что делает возможным связывание с ингибитором. Ингибитор, в свою очередь, так меняет конформацию фермента, что катализ становится невозможным.

Схема и уравнение Михаэлиса-Ментен в случае бесконкурентного ингибирования:

$E+S \longrightarrow ES \longrightarrow E+P$

$+I \downarrow \uparrow$ $~~ESI$

$v_0=\frac{\frac{V_{max}}{}}{+\frac{K_m}{}}$

Максимальная скорость реакции и кажущаяся константа Михаэлиса уменьшаются в одинаковое число раз. Поэтому в двойных обратных координатах для разных концентраций ингибитора получаем семейство параллельных прямых.

Ингибирование субстратом

Ингибирование субстратом — частный случай бесконкурентного ингибирования, когда две молекулы субстрата связываются с ферментом, что препятствует образованию продукта.

Схема и уравнение Михаэлиса-Ментен в случае ингибирования субстратом:

$E+S \longrightarrow ES \longrightarrow E+P$

$+S \downarrow \uparrow$ $~~ESS$

$v_0=\frac{V_{max}}{+K_m+\frac{^2}{K_I}}$

<<< Мицеллярный катализ

Моль >>>

Химики
Бытовая химия
Химические вещества
Химические законы и уравнения
История химии
Лабораторная техника

Химическое машиностроение
Награды в области химических наук
Химическая номенклатура
Химическое образование
Химические общества
Химическая промышленность

Разделы химии
Химические реакции
Химические свойства
Химическая связь
Химические системы
Химические теории